橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法論述

摘 要：橋梁結(jié)構(gòu)耐久性是橋梁使用壽命的體現(xiàn)，要延長(zhǎng)橋梁的使用壽命就要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)各國(guó)著名橋梁工程的研究，可以得出，一些橋梁工程之所以千年不朽，是因?yàn)閮?nèi)在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和耐久性。因此，在現(xiàn)在建設(shè)橋梁工程時(shí)，首先對(duì)橋梁工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)，保證橋梁工程在投入使用后能夠安全穩(wěn)固。文章從橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法方面進(jìn)行具體的研究分析，希望能夠?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提供可行性的建議，提高橋梁工程使用的安全性。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；耐久性；設(shè)計(jì)方法

我國(guó)的橋梁工程建設(shè)和行業(yè)正在迅速發(fā)展，如何才能避免事故的發(fā)生已經(jīng)成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)企業(yè)首先要考慮的問(wèn)題。在橋梁工程設(shè)計(jì)中，不但要對(duì)橋梁工程的建設(shè)材料進(jìn)行設(shè)定，也要對(duì)后期的防護(hù)工作加以規(guī)定，保證橋梁工程在后期的運(yùn)行中安全可靠。

1 我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的現(xiàn)狀和原因分析

1.1 我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，橋梁建設(shè)行業(yè)的發(fā)展也非常迅速，人們對(duì)橋梁工程的質(zhì)量要求也在逐漸提高。我國(guó)已經(jīng)在橋梁建設(shè)方面取得了顯著成就，橋梁建設(shè)體系也在逐漸擴(kuò)大。但是，近幾年橋梁安全事故的報(bào)道不斷增多，人們對(duì)橋梁工程安全產(chǎn)生了質(zhì)疑，橋梁的使用壽命變短，威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)耐久性出現(xiàn)問(wèn)題的原因

橋梁結(jié)構(gòu)耐久性出現(xiàn)問(wèn)題的原因主要有以下方面：第一，混凝土是橋梁建設(shè)的主要材料，因此，對(duì)于混凝土的耐久性問(wèn)題，主要原因是由于對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程、維護(hù)工作出現(xiàn)了問(wèn)題。我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)基本上都重視橋梁設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，忽略了對(duì)橋梁的耐久性設(shè)計(jì)，以至于導(dǎo)致橋梁的耐久性出現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)生安全事故。最常見(jiàn)的是混凝土的耐久性出現(xiàn)問(wèn)題。比如，混凝土的質(zhì)量不符合橋梁建設(shè)的要求，鋼筋的防護(hù)層不合格。由于防護(hù)層的厚度不足，達(dá)不到對(duì)鋼筋材料有效保護(hù)的效果。第二，在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程和后期使用過(guò)程中，由于缺乏維護(hù)，使得橋梁結(jié)構(gòu)材料失修，腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)凍融作用的循環(huán)，使橋梁結(jié)構(gòu)開始松散，進(jìn)而造成垮塌，導(dǎo)致橋梁安全事故的發(fā)生。在橋梁的使用過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)之間的磨損和碰撞，使橋梁的質(zhì)量下降，橋梁結(jié)構(gòu)材料的使用壽命縮短，橋梁的安全性得不到保障。很多橋梁安全事故的發(fā)生，經(jīng)過(guò)后期調(diào)查，都是橋梁材料出現(xiàn)問(wèn)題，或者是施工的質(zhì)量導(dǎo)致。我國(guó)也存在橋梁工程中的豆腐渣工程，這些橋梁工程不僅僅是由于橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，還有橋梁本身施工質(zhì)量的問(wèn)題，橋梁的結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，比如，鋼筋太細(xì)，使鋼筋的受力面積減小，延長(zhǎng)性不足，造成橋梁表面的受力點(diǎn)集中，導(dǎo)致整個(gè)橋面的受力不均勻，橋梁安全事故的頻發(fā)。

2 橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)評(píng)定方法

要進(jìn)行橋梁機(jī)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)，必須要考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的因素，最主要的就是環(huán)境對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的影響，因此，要對(duì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)定，提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)。對(duì)環(huán)境指數(shù)進(jìn)行評(píng)定的方法，最開始是由日本土木工程協(xié)會(huì)提出來(lái)的，而且還把此方法納入了工程規(guī)劃稿中。對(duì)于環(huán)境指數(shù)對(duì)混凝土耐久性的影響，可以通過(guò)計(jì)算得出。當(dāng)混凝土的耐久性指數(shù)為T時(shí)，環(huán)境指數(shù)S等于或者小于T，也就是T≥S，這里的環(huán)境指數(shù)S，主要是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的所處的環(huán)境條件來(lái)進(jìn)行評(píng)定的，其中涵蓋了橋梁結(jié)構(gòu)中混凝土不需要維修的時(shí)間。混凝土的耐久性指數(shù)T，則是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、混凝土質(zhì)量、和混凝土設(shè)計(jì)報(bào)告來(lái)進(jìn)行評(píng)定的。環(huán)境指數(shù)和混凝土耐久性指數(shù)的關(guān)系，從表1可以看出來(lái)：

3 橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的方法研究

我國(guó)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)趨于成熟，但是在運(yùn)行過(guò)程中，依然存在著很多問(wèn)題。近年來(lái)，世界上橋梁工程事故頻發(fā)，我國(guó)的橋梁工程安全事故也非常多，引起了大眾對(duì)橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)注。對(duì)這些事故進(jìn)行研究分析之后，發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生原因很大一部分是由于橋梁建筑材料的耐久性不符合橋梁工程建設(shè)的要求。人們對(duì)橋梁設(shè)計(jì)只注重于橋梁的設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，而忽視了橋梁設(shè)計(jì)的耐久性，要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。橋梁工程需要很多的部件進(jìn)行組合，是一個(gè)系統(tǒng)工程，要保證橋梁工程的質(zhì)量，就需要加強(qiáng)各部件之間的結(jié)合，保證各部分的耐久性和質(zhì)量，保證各部分的結(jié)合符合橋梁工程建設(shè)的需要。關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的方法研究，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述：

3.1 采用承重力傳輸距離最短的方法

對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)中的拉桿，拉桿的承受力應(yīng)該與應(yīng)跡線平行，這樣能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)在合理承重范圍內(nèi)傳輸力的距離最短。橋梁工程的傳輸力路徑較復(fù)雜，橋梁各結(jié)構(gòu)之間的形成耦合狀態(tài)，橋梁的梁結(jié)構(gòu)部分為曲線，因此，此處的力都由一點(diǎn)向兩個(gè)方向分別散開，保持受力均衡。不論是橋梁的橋跨結(jié)構(gòu)，還是橋梁的受力結(jié)構(gòu)都能夠受理均衡。比如，橋梁拱體處、拱上立柱和箱拱連接出的隔板承接力是拱體立柱的豎方向進(jìn)行力的分離，這樣能夠使橋梁拱體處的受力均衡，避免出現(xiàn)橋梁坍塌的現(xiàn)象。比如，四川宜賓的小南門橋發(fā)生的安全事故。2001年11月份，自四川宜賓進(jìn)入云南的小南門橋，出現(xiàn)橋面坍塌和懸索現(xiàn)象，導(dǎo)致交通和通訊中斷。最后，經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這次事故的主要原因是連接橋面預(yù)制板和橋拱體的吊桿斷裂。北京地區(qū)的橋梁工程已經(jīng)因?yàn)楦g等原因破損嚴(yán)重，最早的立交橋就建設(shè)在北京，使用時(shí)間不到20年，現(xiàn)在北京地區(qū)的很多橋在投入使用后不久，就要進(jìn)行維修加固，不然很可能就會(huì)出現(xiàn)安全事故。天津的很多立交橋，因?yàn)闃蛄航ㄖ牧现械匿摻畛霈F(xiàn)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，不得不對(duì)這些橋梁進(jìn)行加固，對(duì)腐蝕嚴(yán)重的鋼筋進(jìn)行更換，保證橋梁通行安全。天津?yàn)I海新區(qū)的混凝土橋梁，使用不到10年時(shí)間，橋梁的墩柱已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕，混凝土防護(hù)層相繼脫落。

3.2 保證橋梁結(jié)構(gòu)之間的連接性和整體性

橋梁工程因?yàn)槠渥陨愍?dú)有的特點(diǎn)，橋面呈拱形，因此，在工程設(shè)計(jì)中，一定要加強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)之間連接性和整體性的設(shè)計(jì)，保證橋梁工程結(jié)構(gòu)成為一個(gè)整體，這樣能夠大大提高橋梁工程結(jié)構(gòu)的承重力。在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要注重對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)防護(hù)層的設(shè)計(jì)，保證防護(hù)層的厚度和質(zhì)量，使防護(hù)層能夠起到對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)保護(hù)的是指性作用。鋼筋的耐久性設(shè)計(jì)，主要對(duì)其外部的構(gòu)造進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，加強(qiáng)鋼筋材料的外部防護(hù)，只要做好鋼筋材料的外部防護(hù)工作，才能夠?qū)︿摻畹哪途眯阅苓M(jìn)行提高。混凝土是橋梁建設(shè)中的主要材料，因此，對(duì)混凝土的耐久性設(shè)計(jì)，必須要通過(guò)對(duì)混凝土的組成原料進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高混凝土質(zhì)量，這樣才能夠提高混凝土的耐久性，提高整個(gè)橋梁工程質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)目前我國(guó)的橋梁工程建設(shè)現(xiàn)狀，我們能夠了解到橋梁工程建設(shè)的主要原料是混凝土和鋼筋水泥。因此，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的探究，主要是對(duì)混凝土和鋼筋等材料的探究，從而保證橋梁投入使用后的安全性。

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